Существуют самые разные теории о том, как могла сформироваться наша Солнечная система. Но на данный момент ученые пока так и не пришли к общему согласию и модели, которая могла бы объяснить все те особенности и странности, связанные с ней. В копилку таких теорий можно добавить и последнюю работу исследователей из Чикагского университета, которые утверждают, что их модель способна объяснить очень необычные аспекты, связанные с ранней историей нашей системы.
Согласно общей распространенной теории, наша Солнечная система сформировалась несколько миллиардов лет назад в результате взрыва сверхновой звезды, эффекты которой запустили некие процессы в газопылевой туманности, из которой в последствии появилось наше Солнце.
Однако согласно новой предложенной модели, все началось благодаря взрыву звезды класса Вольфа — Райе, которая в размерах была в 40-50 раз больше нашего нынешнего Солнца. Звезды данного класса считаются одними из самых горячих. Кроме того, считается, что звезды этого класса производят огромное количество химических элементов, которые выбрасываются с их поверхности с помощью сильных звездных ветров. По мере того, как звезда Вольфа-Райе теряет свою массу, ее звездный ветер «взбалтывает» химические элементы вокруг нее, в конечном итоге образуя пузырь с плотной оболочкой.
Компьютерная модель показывает, как звездные ветра переносят массу с поверхности гигантской звезды и в течение миллионов лет формируют вокруг нее пузыри
«Оболочка подобного пузыря и скапливающиеся под ней пыль и газ представляет собой идеальную среду для производства новых звезд», — говорит соавтор исследования Николас Доффас, профессор кафедры геофизических наук Чикагского университета.
Исследователи считают, что примерно от одного до шестнадцати процентов всех солнцеподобных звезд могли появиться именно в таких «звездных яслях».
Новая модель образования Солнечной системы весьма отличается от гипотезы, в которой прародителем нашего Солнца считается взрыв сверхновой. И все же, она способна объяснить один неясный аспект, который не могут объяснить другие теории. Аспект весьма значимый, так как он существенно отличал нашу молодую систему от остальной части нашей галактики. Речь в частности идет о необычной пропорции некоторых изотопов, имевшихся в нашей системе в ее ранние времена: изотопа алюминия-26, которого было гораздо больше, чем везде (о его наличии нам сообщили метеориты, которые остались еще со времен молодой Солнечной системы), а также изотопа железа-60, которого было гораздо меньше, о чем свидетельствуют результаты более ранних исследований, проведенных в 2015 году.
Это привело ученых к некоторым вопросам, потому как сверхновые производят одинаковое количество обоих изотопов.
«Мы задались вопросом: почему в нашей Солнечной системе наблюдается разница в объеме этих изотопов, если сверхновая должна была ее снабдить их одинаковым количеством?», — поделился Викрам Дваркадас, еще один соавтор исследования и доцент кафедры астрономии и астрофизики Чикагского университета.
Таким образом исследователи со временем пришли к звездам Вольфа — Райе, которые производят много изотопа алюминия-26, но не железа-60.
«Мы предполагаем, что изотоп алюминия-26, произведенный звездой класса Вольфа — Райе выбрасывался к внешним границам пузыря на частицах пыли, которые скапливались вокруг звезды. Эти частицы получали достаточный импульс и выбрасывались через оболочку, но основная их часть разбивалась об оболочку, запечатывая внутри нее изотоп алюминия», — говорит Дваркадас.
В конце концов под воздействием гравитации звезды часть оболочки разрушилась, что и запустило процесс начала образования нашей Солнечной системы.
Срез модели, показывающей как пузыри вокруг массивных звезд развиваются в течение миллионов лет (смотреть по часовой стрелке с верхней левой части изображения)
Что же касается судьбы самой звезды Вольфа — Райе, то для исследователей она по-прежнему остается загадкой. Весьма вероятно, ее жизнь завершилась в результате взрыва сверхновой или прямого коллапса в черную дыру. Но в обоих случаях речь шла бы о производстве небольшого количества изотопа железа-60.